JPH1094100A - ヘッドホン装置 - Google Patents

ヘッドホン装置

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JPH1094100A
JPH1094100A JP8247619A JP24761996A JPH1094100A JP H1094100 A JPH1094100 A JP H1094100A JP 8247619 A JP8247619 A JP 8247619A JP 24761996 A JP24761996 A JP 24761996A JP H1094100 A JPH1094100 A JP H1094100A
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JP
Japan
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phase
audio signal
speaker
sound
noise
Prior art date
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Pending
Application number
JP8247619A
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English (en)
Inventor
Akira Tagami
亮 田上
Masayuki Misaki
正之 三崎
Shunsuke Tanaka
俊介 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP8247619A priority Critical patent/JPH1094100A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 両耳に入力される信号の位相関係を周囲の雑
音レベルに応じて制御することにより、雑音によってマ
スクされた音を良好に受聴できるようにすること。 【解決手段】 信号入力手段11で入力された入力信号
と、マイクロホン21で収音された雑音とを用いて、マ
スキング演算手段22でマスキング量を演算する。制御
手段13は演算結果に応じて位相制御器12を介して右
側の音声信号の位相を制御し、両耳に入力される音声信
号の位相関係を最適にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に騒音下で使用
するヘッドホン装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のヘッドホン又はイヤホン装置の構
成に関しては、その一例が特開平6−177683号に
開示されており、その構成例を図4に示す。図4におい
てヘッドホン装置は、マイクロホン40、ハイパスフィ
ルタ(HPF)41、制御回路42、増幅器43、ロー
パスフィルタ(LPF)44、減衰器45、イヤホン駆
動用増幅器46、イヤホン47で構成される。
【0003】騒音と音声を含む外部音がマイクロホン4
0に入力されると、制御回路42はその音圧レベルを演
算する。この音圧レベルの大きさに応じて、HPF41
やLPF44のカットオフ周波数、増幅器43の増幅率
及び減衰器45の減衰率が夫々制御される。例えば特定
の音声を聴いているときに衝撃音が突然発生した場合
は、その直後は音声が暫く聞こえなくなる。このため音
圧レベルが大きくなったときは、増幅率を小さくして、
衝撃音によるマスキング現象を軽減することができる。
また、LPFやHPFを用いることによって、音声信号
を含む帯域を抽出し、音声を聞き取り易くすることがで
きた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、目的とする音に比べてそれ以外の音の音
圧レベルが大きい場合は、音声を聞き取り易くすること
は難しかった。特に、音声が騒音によって完全にマスキ
ングされている場合や、それに近い状態の場合は、ほと
んど改善効果は見られなかった。
【0005】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、目的とする音がそれ以外の騒
音にマスクされている状態においても、良好に聞き取る
ことができるヘッドホン装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本願の請求項1記載の発明は、音声信号を入力す
る信号入力手段と、前記信号入力手段の出力する音声信
号の位相を制御する位相制御器と、前記位相制御器の位
相制御量を指示する制御手段と、前記信号入力手段の出
力する音声信号を再生する第1のスピーカ、及び前記位
相制御器の出力する音声信号を再生する第2のスピーカ
と、を具備することを特徴とするものである。
【0007】また、本願の請求項2記載の発明は、音声
信号を入力する信号入力手段と、前記信号入力手段の出
力する音声信号の位相を制御する位相制御器と、前記信
号入力手段の出力する音声信号を再生する第1のスピー
カ、及び前記位相制御器の出力する音声信号を再生する
第2のスピーカと、外部音を入力するマイクロホンと、
前記信号入力手段で入力された音声信号と前記マイクロ
ホンで入力された外部音から、音声信号に対する外部音
のマスキング量を演算するマスキング演算手段と、前記
マスキング演算手段の演算結果より前記位相制御器の位
相制御量を指示する制御手段と、を具備することを特徴
とするものである。
【0008】また、本願の請求項3記載の発明では、前
記制御手段は、外部騒音のレベルに応じて入力音声信号
の位相が0度〜180度の範囲で変化するように前記位
相制御器を制御することを特徴とするものである。
【0009】また、本願の請求項4記載の発明では、前
記制御手段は、前記マスキング演算手段が最小可聴レベ
ルを演算したとき、前記最小可聴レベルに対する入力音
声レベルの比に応じて、入力音声信号の位相が0度〜1
80度の範囲で変化するように前記位相制御器を制御す
ることを特徴とするものである。
【0010】雑音信号により音声信号がマスクされてい
るような状態では、両耳に入力された音声信号の閾値レ
ベルは、正相の状態より逆相の方が低くなる聴覚現象が
ある。このため信号入力手段が音声信号を入力すると、
制御手段は位相制御量を指示し、位相制御器が信号入力
手段の出力する音声信号の位相を反転方向に制御する。
この音が第1及び第2のスピーカから両耳に出力される
と、雑音があっても目的の音声が聞き易くなる。
【0011】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)本発明の第1の実施の形態におけるヘ
ッドホン装置について図面を参照しつつ説明する。本実
施の形態のヘッドホン装置は図1の基本構成図に示すよ
うに、信号入力手段11、位相制御器12、制御手段1
3、左耳用スピーカ14、右耳用スピーカ15を含んで
構成される。これらのスピーカ14、15はヘッドホン
に取り付ける小型のスピーカである。
【0012】信号入力手段11で入力された音声信号
は、2つの同じ信号に分岐され、一つは左耳用スピーカ
14から再生される。もう一方の信号は位相制御器12
に入力され、位相が制御される。試聴者の両耳には、ス
ピーカで再生された信号以外にまわりの雑音信号が入力
されるが、試聴者はその騒音レベルの大きさに応じて制
御手段13を用いて位相制御器12の位相を制御する。
こうして位相制御された方の信号は右耳用スピーカ15
から再生される。
【0013】ここで、雑音信号に音声信号がマスクされ
ているような状態では、両耳に入力された音声信号がマ
スクされる閾値のレベルは、正相の状態より逆相の方が
低いという聴覚現象がこれまでの研究で確認されている
(B.C.J.MOORE「聴覚心理学概論」P230
−P234)。
【0014】従って、この聴覚現象を利用すると、雑音
信号の音圧レベルが音声信号に対して大きく、音声信号
が雑音信号にマスクされているような状態では、試聴者
は制御手段13を用いて右側の音声信号の位相が逆相と
なるように制御することにより、音声信号を聞き取り易
くすることができる。また雑音信号の音圧レベルが音声
信号に対して小さく、マスクされていない状態では、試
聴者は右側の音声信号の位相を正相となるように制御
し、逆相による違和感をなくすようにすればよい。
【0015】以上のように、試聴者はまわりの雑音レベ
ルに応じて右耳と左耳に入力される信号の位相関係を制
御することにより、音声信号がまわりの雑音にマスクさ
れている場合においても、音声信号を聞き取ることがで
きる。
【0016】(実施の形態2)本発明の第2の実施の形
態におけるヘッドホン装置について図面を参照しつつ説
明する。図2は本実施の形態のヘッドホン装置の基本構
成図であり、第1の実施形態と同一部分は同一の符号を
付けて説明を省略する。このヘッドホン装置は、信号入
力手段11、位相制御器12、制御手段13、左耳用ス
ピーカ14、右耳用スピーカ15、マイクロホン21、
マスキング演算手段22を含んで構成される。
【0017】本実施の形態のヘッドホン装置は、騒音レ
ベルに応じて音声信号の位相制御を自動的に行わせるよ
うにしたものである。図2の信号入力手段11で入力さ
れた音声信号は2つの同じ信号に分岐され、一つは左耳
用スピーカ14から再生される。もう一方の信号は位相
制御器12に入力され、位相が制御される。また、マイ
クロホン21は試聴者のまわりの雑音を収音し、マスキ
ング演算手段22に出力する。マスキング演算手段22
は、マイクロホン21からの雑音信号と信号入力手段1
1からの音声信号が入力されると、雑音信号による音声
信号のマスキング量を演算し、その結果を制御手段13
に出力する。
【0018】ここで、マスキング量の演算に関して図3
を用いて説明する。図3は純音による純音のマスキング
特性であり、2.4KHzの純音のレベルを変化させた
ときの、他の純音の最小可聴値を周波数別に示したもの
である。ここで図3の横軸はマスクされる純音の周波数
を示し、縦軸はその音の最小可聴値をdB値で示す。
【0019】グラフ31はマスクする音が2.4KHz
で20dBの場合の最小可聴値の特性である。グラフ3
2はマスクする音が2.4KHzで40dBの場合の最
小可聴値の特性であり、同様にしてグラフ33は60d
B、グラフ34は80dB、グラフ35は100dBの
場合である。
【0020】例えばグラフ34に示すように、80dB
の2.4KHzの純音による3.2KHzの純音のマス
キング量は55dBである。従って、3.2KHzの音
が55dB以下であればその音は知覚されず、逆にそれ
以上であれば知覚されることになる。図3のマスキング
に関する特性は、聴覚心理実験により求められたもので
あるが、このようなマスク周波数をパラメータとするマ
スキング特性を複数用いることにより、複合音のマスキ
ング量を求めることができる。尚各マスキング特性のデ
ータはマスキング演算手段22に保持されているものと
する。
【0021】そして、制御手段13は、マスキング演算
手段22で演算されたマスキング量の値がある一定値よ
り大きい場合には右側の音声信号の位相を逆相に、小さ
い場合には位相関係を正相にするように位相制御器12
を制御する。こうして位相制御された信号が右耳用スピ
ーカ15から再生される。
【0022】以上のように、まわりの雑音信号と音声信
号から雑音信号による音声信号のマスキング量を演算
し、その値に応じて右耳と左耳に入力される信号の位相
関係を制御することにより、音声信号がまわりの雑音に
マスクされている状況を自動的に判断して音声信号の良
好な受聴が可能となる。
【0023】なお、マスキング演算手段22ではマスキ
ング量を演算してその値によって位相制御器12を制御
したが、簡易的に雑音信号と音声信号の音圧レベルを比
較して、そのレベル比の値によって位相制御器12を制
御しても良い。また、位相関係は正相と逆相の場合を示
したが、雑音信号や音声信号の種類によっては他の位相
関係でも良い。更に位相制御器12を設ける場所は左側
の音声信号であってもよい。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、試聴者が
周りの雑音レベルに応じて右耳と左耳に入力される信号
の位相関係を制御することにより、音声信号が周りの雑
音にマスクされている場合においても、音声信号を聞き
取ることができる。また、周りの雑音信号と音声信号か
ら、雑音信号による音声信号のマスキング量を演算し、
その値に応じて右耳と左耳に入力される信号の位相関係
を制御することにより、音声信号が周りの雑音にマスク
されている状況での良好な受聴を自動的に実現すること
ができる。また、マスクされている音声信号の音量レベ
ルを大きくすることなく良好な受聴が実現できるので、
ヘッドホン装置の消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるヘッドホン
装置の基本構成図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態におけるヘッドホン
装置の基本構成図である。
【図3】マスキング特性の一例である。
【図4】従来のヘッドホン装置の基本構成図である。
【符号の説明】
11 信号入力手段 12 位相制御器 13 制御手段 14 左耳用スピーカ 15 右耳用スピーカ 21 マイクロホン 22 マスキング演算手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音声信号を入力する信号入力手段と、 前記信号入力手段の出力する音声信号の位相を制御する
    位相制御器と、 前記位相制御器の位相制御量を指示する制御手段と、 前記信号入力手段の出力する音声信号を再生する第1の
    スピーカ、及び前記位相制御器の出力する音声信号を再
    生する第2のスピーカと、を具備することを特徴とする
    ヘッドホン装置。
  2. 【請求項2】 音声信号を入力する信号入力手段と、 前記信号入力手段の出力する音声信号の位相を制御する
    位相制御器と、 前記信号入力手段の出力する音声信号を再生する第1の
    スピーカ、及び前記位相制御器の出力する音声信号を再
    生する第2のスピーカと、 外部音を入力するマイクロホンと、 前記信号入力手段で入力された音声信号と前記マイクロ
    ホンで入力された外部音から、音声信号に対する外部音
    のマスキング量を演算するマスキング演算手段と、 前記マスキング演算手段の演算結果より前記位相制御器
    の位相制御量を指示する制御手段と、を具備することを
    特徴とするヘッドホン装置。
  3. 【請求項3】 前記制御手段は、 外部騒音のレベルに応じて入力音声信号の位相が0度〜
    180度の範囲で変化するように前記位相制御器を制御
    するものであることを特徴とする請求項1記載のヘッド
    ホン装置。
  4. 【請求項4】 前記制御手段は、 前記マスキング演算手段が最小可聴レベルを演算したと
    き、前記最小可聴レベルに対する入力音声レベルの比に
    応じて、入力音声信号の位相が0度〜180度の範囲で
    変化するように前記位相制御器を制御するものであるこ
    とを特徴とする請求項2記載のヘッドホン装置。
JP8247619A 1996-09-19 1996-09-19 ヘッドホン装置 Pending JPH1094100A (ja)

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JP (1) JPH1094100A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2839602A1 (fr) * 2002-05-13 2003-11-14 Claude Bernard Roch Carpentier Dispositif de reproduction sonore stereophonique dans un vehicule et vehicule ainsi equipe
WO2006010322A1 (fr) * 2004-07-29 2006-02-02 Hsi Kuang Ma Ensemble ecouteur de type convertible a champ sonore
WO2023189789A1 (ja) * 2022-03-31 2023-10-05 ソニーグループ株式会社 情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラム、及び情報処理システム
WO2026004567A1 (ja) * 2024-06-27 2026-01-02 ソニーグループ株式会社 情報処理装置、情報処理方法、プログラム

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